JPH11505473A - マイクロプロセッサ制御による水軟化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 水軟化装置（１０）が、水タンク（１２）、塩水タンク（２２）、水タンク（１２）の中の水流に塩素処理を提供するための塩素処理用電極（３８ａ，３８ｂ）、及び電極に電気エネルギーを提供するための回路（３２）を含んで提供される。マイクロプロセッサ（２６）は、再生処理を開始すべき時期と、逆流洗浄を開始すべき時期と、逆流洗浄を終了すべき時期と、塩水／低速すすぎを開始すべき時期と、前記塩素処理用電極に電圧を印加すべき時期と、塩素処理用電極への電圧印加を終了すべき時期と、塩水／低速すすぎを終了すべき時期と、高速すすぎを開始すべき時期と、高速すすぎを終了すべき時期とを決定するためにソフトウェア制御された状態で回路（３２）を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】 マイクロプロセッサ制御による水軟化装置 発明の属する技術分野 本発明は、新しい水軟化システムに係り、特に、マイクロプロセッサにより制 御される水軟化装置の再生のためのシステムに関する。 発明の背景 「水軟化装置のための塩素生成器（Chlorine Generator For Water Softeners ）」と題された、ラック（Rak）による米国特許番号3,627,133号の明細書には、 水軟化装置のタンクと塩水タンクとの間に塩水流ラインを挿入した塩素生成器が 開示されている。塩素生成器は、塩水から塩素を生産する装置であり、塩水の部 分から塩素ガスを生成するための電気化学的反応を生じさせるため、制御回路に 対する応答において電圧を印加される１対の電極を備えている。 「水軟化装置を制御するための回路及び装置（Circuit and Apparatus For A Water Softener）」と題された米国特許番号4,299,698号及びその他の明細書に は、水軟化装置のイオン交換床（ion exchange bed）を再生するための装置が開 示されている。この装置は、ブリッジ回路に接続された互いに離れた２対の電極 を携えたプローブを用いる電気制御回路を備えている。上部の電極対は、検知セ ル（sensor cell）からなり、底部の電極対は、基準セル（reference cell）か らなる。制御信号及び基準信号は、電圧印加された回路を閉じ、かつ再生処理の ための時刻までその状態を保持する検知セル（sensing cell）及び基準セルから 得られ、この再生処理は、通常の水の使用との干渉を避けるために前もってセッ トされた時刻で生じる。 水軟化装置の全再生サイクルは、逆流洗浄、塩水／低速すすぎ、塩素処理及び 高速すすぎの各工程を含んでおり、要求された時刻がキーパッドから手入力され かつ該時刻がオペレータに示された状態で、これらの工程がマイクロプロセッサ により制御されるシステムが見い出された。従って、本発明の目的は、他工程の 合間に、塩素処理のタイミングがソフトウェア制御されるようなマイクロプロセ ッサ制御の塩素処理を有するマイクロプロセッサ制御の再生処理を有する水軟化 装 置に関する、我々の発見を利用するシステムを提供することである。 本発明の他の目的及び利点は、説明を読み進めるにつれて明らかになるであろ う。 本発明の要約 本発明によれば、水タンク、塩水タンク及び水タンクへの水流に対し塩素処理 を提供するための塩素処理用電極を備えた水軟化装置が提供される。この装置は 、上記電極に電気エネルギーを提供するための回路及び該回路を制御するための マイクロプロセッサを備えている。 図示された実施例では、上記マイクロプロセッサは、再生処理を開始すべき時 期と、逆流洗浄を開始すべき時期と、逆流洗浄を終了すべき時期と、塩水／低速 すすぎを開始すべき時期と、前記塩素処理用電極に電圧を印加すべき時期と、塩 素処理用電極への電圧印加を終了すべき時期と、塩水／低速すすぎを終了すべき 時期と、高速すすぎを開始すべき時期と、高速すすぎを終了すべき時期とを決定 するためにソフトウェア制御される。 図示された実施例では、上記マイクロプロセッサは、塩水／低速すすぎが始ま ったときに塩素処理を開始するようにプログラムされている。塩素処理の希望す るタイミングに関するマイクロプロセッサへの手動入力情報のための手動操作可 能なキーパッドが提供される。このキーパッドを介して手動で入力される情報を 表示するためのディスプレイが提供される。 図示された実施例では、回路は、マイクロプロセッサにより駆動されるソリッ ドステートスイッチ及びこのスリッドステートスイッチにより制御されるリレー を備えている。このリレーの操作に応答して、電気エネルギーが塩素処理用電極 に提供される。 本発明のより詳細な説明が以下で述べる説明及び請求の範囲において提供され 、添付した図面に示される。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の原理に従った水軟化システムの立面図であって、明確さのた め、ある部分を切り離した状態で示した図である。 図２は、図１の水軟化システムのための制御回路の回路及びブロック図である 。 図３ａ−３ｅは、マイクロプロセッサ制御の再生処理を示すフローチャートで ある。 図示された実施例の詳細な説明 図１に示すように、水調和装置としての水軟化装置すなわち装置１０がコント ロールユニット１１を有した状態で示されている。水調和装置１０は、適当なイ オン交換樹脂の床１３を備えた水タンク１２を含んでいる。水をタンクへ供給す るために、水供給管１４が、タンク１２まで延設されたパイプ１７を通して水を 通過させるバルブハウジング１６を介して接続されている。水は床１３を通って 流れ落ち、パイプ１８を経由してバルブハウジング１６を通り、水システムへ軟 化された水を供給する管１９へ流れ去る。導管２１がバルブハウジングから塩水 を生成するための塩を含む塩水タンク２２へ延設されている。排水管２３もバル ブハウジング１６へ接続されており、適当な排水システムへ接続される。 バルブコントロールユニットを備えたバルブハウジング１６内の構造は、当該 技術分野の当業者に良く知られた型の構造としてもよく、また特有のバルブコン トロールユニットの構造は、本発明の一部を形成しない。再循環制御装置２４は 、システムの再循環を制御する装置であり、図２において概念的及びブロック形 式で図示されたマイクロプロセッサの制御回路２６によって制御される。制御回 路２６は、２対の垂直方向に取り付けられた電極Ｒs及びＲrに、ライン２５を介 して接続されており、これらの電極は、水タンク１２の中へ下方に延設された適 当な保持プローブユニット２７（図１）に取り付けられている。電極Ｒs及びＲr は、検知セルＲsを形成する電極Ｒs及び基準セルＲrを形成する電極Ｒrとの間の 水タンク溶液のインピーダンスの相違を探査するために、互いに対して垂直方向 に離れている。これは再生処理を行うか否かを決定する。 本出願と同じ日に出願され、「自己調整式のすすぎサイクルを備えた水軟化シ ステム（Water Softening System With Self-Adjusting Rinse Cycle）」と題さ れかつ本発明の指定代理人が指定された、ジョン Ｅ．ザビンスキー（John E.Za binski）による米国特許通し番号08/604,773号の係争中の明細書には、再生処理 の低速すすぎサイクルが完全であるか異常であるかの決定がなされるマイクロプ ロセッサに基づく水軟化システムが開示されている。「自己調整式のすすぎサイ クルを備えた水軟化システム」のザビンスキーによる特許出願の詳細は、これを 参照することにより、この明細書へ組み込まれる。 本発明の図示された実施例は、溶液のインピーダンスの相違を探査するために 互いに離れた電極を用いるが、再生処理が実行されるか否かの決定は、この離れ た電極を用いる代わりに或いはそれに加えて、流速計を用いても又はタイマーを 用いてもなされ得るということが理解される。 再生処理の間に集中した塩水のすべてが通過する導管２１に、塩素生成器２９ が挿入され、塩水が塩素源として供給される。塩素生成器は、当該技術分野にお いて良く知られており、塩水タンクの導管中に挿入される塩素生成器の例が、米 国特許番号3,627,133号に開示されている。塩素生成器２９は、図２にも概念的 に示すように、ライン３０を介してマイクロプロセッサ制御回路２６へ電気的に 接続されている。 図２に示すように、塩素生成器２９は、１対の電極３８ａ及び３８ｂを備えて おり、塩素生成器２９が操作されるとき、これらの電極間には直流電圧が適用さ れる。 図２に示された制御回路３２は、１極１接続のリレー３４を備えており、この リレーは、塩素生成器２９のアノード電極３８ａと直列に接続されたリレーアー ム３６を備え、さらに電流を制限する抵抗４０とも直列に接続されている。交流 電流入力ライン４１及び４２が、変圧器４３を介して、塩素生成用電極間へ直流 電流を供給するための全波整流器４４へ接続されている。フィルターコンデンサ ４５が全波整流器４４の出力端に接続されている。 リレーアーム３６は、マイクロプロセッサ２６により駆動されるＰＮＰトラン ジスタ４８のコレクタに連結されているリレー巻き線４６により制御される。マ イクロプロセッサ２６は、逆流洗浄、塩水吸入／低速すすぎ、塩素生成器への電 圧印加及び高速すすぎのサイクルを含む水軟化装置の全再生処理を制御する。再 生処理のマイクロプロセッサ制御を示すフローチャートが、以下に説明される図 ３ａ−３ｅにおいて用意されている。 マイクロプロセッサ２６は、キーパッド２８から手入力され、かつディスプレ イ３１に表示された情報に基づいてソフトウェア制御される。例えば、様々なサ イクル回数がキーパッド２８から手入力されるようにしてもよい。さらに、塩素 生成器を電圧印加する時間長がキーパッド２８から入力されるようにしてもよい 。図示の実施例では、塩素生成器２９への電圧印加は、塩水吸入／低速すすぎの サイクルの開始と同時に行われ、マイクロプロセッサ２６が、リレー３６を駆動 して塩素処理を開始するためトランジスタ４８へ出力信号を提供するときに発生 する。 マイクロプロセッサ制御の流れは、図３ａ−図３ｅのフローチャートにおいて 示される。 図３ａ−３ｅに示すように、スタート（６０）の後、再生処理を行うべき（６ １）か否かの決定がなされる。この決定は、基準セルＲrと検知セルＲsとの間の 水タンク溶液中でのインピーダンスの相違に基づいてなされる。既に述べたよう に、希望するならば、再生処理を行うべき（６１）か否かの決定は、互いに離れ たセルを用いる代わりに又はそれに加えて、流速計或いはタイマーを用いること により、なされるようにすることができる。 再生処理を行う場合、再生処理を 行ってもよい日の時刻であるか否かの決定がなされる（６２）。例として、シス テムを、再生処理が午前２時から午前６時までの間にのみ行われるように設定し てもよい。再生処理の時間であった場合、その後に再生処理が開始され（６３） 、モータがオンとされる（６４）。モータが逆流洗浄にセットされているか否か の決定がなされる（６５）。逆流洗浄にセットされている場合、逆流洗浄の時間 が読み込まれ（６６）、タイマーがタイムアウトするまで逆流洗浄が継続される （６７）。一旦、タイマーがタイムアウトすると、モータがオンとされ（６８） 、モータが塩水吸入／低速すすぎにセットされているか否かの決定がなされる（ ６９）。塩水吸入／低速すすぎにセットされていた場合、塩素処理時間が読み込 まれ（７０）、最大低速すすぎの時間も読み込まれる（７１）。塩素処理用のリ レー３４がオンにされ（７２）、塩素処理用タイマーがタイムアウトする時期の 決定がなされる（７３）。一旦、塩素処理用タイマーがタイムアウトすると、塩 素処理用リレー３４がオフとされる（７４）。 プローブ２７が取り付けられているか否かの決定がなされる（７５）。プロー ブが取り付けられている場合、自己調整式の低速すすぎのサブルーチンが呼び出 される（７６）。ここで、図３ｄに示すように、低速すすぎサブルーチンが実行 された（７７）後、モータがオンとされて（７８）、モータが高速すすぎの位置 にセットされているか否かに関して決定がなされる（７９）。一旦、モータが高 速すすぎ位置にセットされると、モータがオフとされ（８０）、高速すすぎを行 う時間がタイマーへ読み込まれる（８１）。高速すすぎタイマーがタイムアウト した（８２）とき、モータがオンとされて（８３）、モータがホームポジション にセットされているか否かの決定がなされる（８４）。モータがホームポジショ ンにセットされている場合、モータがオフとされ（８５）、再生処理が終了する （８６）。 以上により、新しいマイクロプロセッサ制御の水軟化装置が開示されたと考え られる。 本発明の図示された実施例が示され、説明されたが、本発明の新しい 技術思想及び展望を逸脱しない範囲内で、当該技術分野における当業者によって 、様々な変更及び代替がなされてもよいことが理解される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 レフェルト，ロジャー アメリカ合衆国イリノイ州60004，アーリ ントン・ハイツ，ノース・ケニコット・ア ベニュー 911

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．水タンクと、 塩水タンクと、 前記水タンクの中の水流に塩素処理を施すための塩素処理用の電極と、 前記電極に電気エネルギーを提供するための回路と、 前記回路を制御するためのマイクロプロセッサとを有し、 前記マイクロプロセッサは、再生処理を開始すべき時期と、逆流洗浄を開始 すべき時期と、逆流洗浄を終了すべき時期と、塩水／低速すすぎを開始すべき時 期と、前記塩素処理用電極に電圧を印加すべき時期と、塩素処理用電極への電圧 印加を終了すべき時期と、塩水／低速すすぎを終了すべき時期と、高速すすぎを 開始すべき時期と、高速すすぎを終了すべき時期とを決定するためにソフトウェ ア制御される、水軟化装置。 ２．前記マイクロプロセッサは、塩水／低速すすぎが開始されたときに塩素処理 を開始するようにプログラムされている、請求項１に記載の水軟化装置。 ３．前記回路は、前記マイクロプロセッサにより駆動されるソリッドステートス イッチと前記ソリッドステートスイッチにより制御されるリレーとを備え、前記 電気エネルギーは、前記リレーの操作に応答して前記塩素処理用電極に供給され る、請求項１に記載の水軟化装置。 ４．前記塩素処理の要求されるタイミングに関する前記マイクロプロセッサへの 情報を手動で供給するための手入力操作可能なキーパッドと、前記キーパッドを 介して手入力された情報を表示するためのディスプレイとを備えた、請求項１に 記載の水軟化装置。 ５．水タンクと、 塩水タンクと、 前記水タンクの中の水流に塩素処理を施すための塩素処理用電極と、 前記電極に電気エネルギーを提供するための回路と、 前記回路を制御するためのマイクロプロセッサと、 を有する水軟化装置において、 前記回路は、前記マイクロプロセッサにより駆動されるソリッドステートス イッチと前記ソリッドステートスイッチにより制御されるリレーとを備え、 前記電気エネルギーは、前記リレーの操作に応答して、前記塩素処理用電極 に供給され、 前記マイクロプロセッサへの情報を手動で供給するための手入力操作可能な キーパッドと、 前記キーパッドを介して手入力された情報を表示するためのディスプレイと 、 を有する、水軟化装置。 ６．前記マイクロプロセッサは、再生処理を開始すべき時期と、逆流洗浄を開始 すべき時期と、逆流洗浄を終了すべき時期と、塩水／低速すすぎを開始すべき時 期と、前記塩素処理用電極に電圧を印加すべき時期と、前記塩素処理用電極への 電圧印加を終了すべき時期と、塩水／低速すすぎを終了すべき時期と、高速すす ぎを開始すべき時期と、高速すすぎを終了すべき時期と決定するためにソフトウ ェア制御される、請求項５に記載の水軟化装置。 ７．前記マイクロプロセッサは、塩水／低速すすぎが開始されたときに塩素処理 を開始するようにプログラムされている、請求項６に記載の水軟化装置。